一文讀懂PCB中的平面跨分割技術(shù)

在PCB設(shè)計(jì)過程中，由于平面的分割，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)參考平面不連續(xù)。對(duì)于低低頻信號(hào)，這個(gè)問題可能并不大，但在高頻數(shù)字系統(tǒng)中，高頻信號(hào)以參考平面作返回路徑，即回流路徑，如果參考平面不連續(xù)，信號(hào)跨分割，就會(huì)帶來諸多問題，如EMI、串?dāng)_等。這種情況下，需要對(duì)分割進(jìn)行縫補(bǔ)，為信號(hào)提供較短的回流通路，其常見的處理方式有添加縫補(bǔ)電容和跨線橋接：

A、縫補(bǔ)電容（Stiching Capacitor）。通常在信號(hào)跨分割處擺放一個(gè)0402或者0603封裝的瓷片電容。容值在0.01uF或者是0.1uF。如果空間允許，可以多添加幾個(gè)這樣的電容，同時(shí)盡量保證信號(hào)線在縫補(bǔ)電容200mil范圍內(nèi)，距離越小越好。而電容兩端的網(wǎng)絡(luò)分別對(duì)應(yīng)信號(hào)穿過的參考平面的網(wǎng)絡(luò)，見上圖中電容兩端連接的網(wǎng)絡(luò)。下圖所示為用兩種顏色高亮兩種不同網(wǎng)絡(luò)：

B、跨線橋接。常見的就是在信號(hào)層對(duì)跨分割的“信號(hào)包地處理”，也可能包的是其他網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)線，這個(gè)“包地線”要盡量粗。這種處理方式參考下圖。

在此補(bǔ)充說明一下跨分割常見的產(chǎn)生方式。

1、在一塊單板上，可能有很多的電源要處理，而電源平面的數(shù)量有限；綜合考量后，只好在電源平面上動(dòng)刀了。有時(shí)可能干凈利索、一刀兩斷，而有時(shí)避免不了藕斷絲連，可能犧牲的只是不怎么關(guān)鍵的信號(hào)，但還是要補(bǔ)救的。如果在PCB中，你做了分割處理，就查一下信號(hào)線，不然會(huì)有問題發(fā)生。

2、上面的狀況不易被忽視，但還有一種情況可能會(huì)被忽視。例如導(dǎo)孔過于密集，導(dǎo)致平面割斷。畢竟導(dǎo)孔也是占空間的，多了就會(huì)把下面給占了，造成＂割斷量＂。這種情況，就需要自己前期設(shè)置好規(guī)則，后期細(xì)心檢查。

時(shí)鐘、復(fù)位、100M以上信號(hào)以及一些關(guān)鍵的總線信號(hào)不能跨分割，需要至少有一個(gè)完整平面，優(yōu)選GND平面。時(shí)鐘信號(hào)、高速信號(hào)和敏感信號(hào)禁止跨分割；差分信號(hào)必須對(duì)地平衡，避免單線跨分割。（盡量垂直跨分割）

所有信號(hào)的高頻返回途徑都直接位于相鄰層信號(hào)線的正下方。在信號(hào)下面設(shè)置一個(gè)實(shí)體層可以顯著減少信號(hào)完整性和時(shí)序問題，這個(gè)實(shí)體層可以為該信號(hào)提供直接回路。當(dāng)走線與層分割交叉不可避免時(shí)，應(yīng)使用一個(gè)0.01uF回路電容。當(dāng)使用回路電容時(shí)，應(yīng)盡可能靠近信號(hào)線與層分割的交叉點(diǎn)布置回路電容。